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PHYSIQUE N4 Strasbourg - décembre 2007. Katy LAMBINET Michaël MORIN. PHYSIQUE N4 LOI DE DALTON SATURATION - DESATURATION OPTIQUE ACOUSTIQUE. DALTON. John Dalton ( 6 septembre 1766 – 27 juillet 1844 ). DALTON. 1. La loi de Dalton Rappel : composition de l’air Azote (N2) : 79,03 % - PowerPoint PPT Presentation
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PHYSIQUE N4Strasbourg - décembre 2007
Katy LAMBINETMichaël MORIN
PHYSIQUE N4
LOI DE DALTON SATURATION -
DESATURATION OPTIQUE ACOUSTIQUE
DALTON
John Dalton ( 6 septembre 1766 – 27 juillet 1844 )
• 1. La loi de DaltonRappel : composition de l’air
Azote (N2) : 79,03 %Oxygène (O2) : 20,93 %Gaz rare : 0,01 %Dioxyde de carbone (CO2) : 0,03%
On simplifiera en prenant : N2 : 80 %O2 : 20 %
DALTON
• ENONCE de la loi de Dalton :
A température donnée, la pression d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions qu’aurait chacun des gaz s’il occupait seul le volume total
DALTON
Pabs = Pp gaz1 + Pp gaz2 + Pp gaz3 +…
Pp d’un gaz = Pabs x % de ce gaz
DALTON
• 2. La toxicité des gaz au cours de la plongée
Pour l’oxygène : PpO2 max = 1,6 bPour l’azote : PpN2 max = 5,6 b
La plongée à l’air est limitée à 60 m, qu’est ce qui a motivé ce choix ?
DALTON
DALTON
REPONSE :
A 60m, Pabs = 7b % N2 = 80% % O2 = 20%
Utilisons la formule: Pp gaz = Pabs x %gaz
Pour l’oxygène : Pp O2 = 7 x 0,2 = 1,4b < PpO2 maxPour l’azote : PpN2 = 7 x 0.8 = 5,6b soit la PpN2 maxC’est donc l’azote le facteur limitant
DALTON
• 3. La narcose
Les plongeurs les plus sensibles à la narcose, le sont dès 30 m, quelle est la PpN2 correspondante ?
DALTON
A 30 m, Pabs = 4b
PpN2 = 4 x 0.8 = 3,2 b
DALTON
• 4. Le Nitrox4.1. Définition : le nitrox est un mélange
O2 - N2 où le taux d’ O2 est supérieur à 21%
4.2. La PMU (Profondeur Maximale d’Utilisation)
En utilisant un nitrox 30-70 (30% d’ O2), quelle est la profondeur à ne pas dépasser ou PMU?
DALTON
REPONSE :
On sait que Pp gaz = Pabs x %gaz
Donc Pabs = Pp gaz / % gaz
Pabs = 1,6 / 0,3 = 5,33
Soit une PMU de 43 m
DALTON
• 4.3. La PEA (Profondeur Equivalente Air) ou comment plonger au Nitrox avec des tables MN 90 ?
Soit une plongée Nitrox (30-70) à 30m
Quelle est la PpN2 ?
DALTON
REPONSE :
Pp N2 = Pabs réelle x % N2 nitrox
Pp N2 = 4 x 0,7 = 2,8b
A quelle Pabs, à l’air (Pabs fictive) a-t-on une telle PpN2 ?
DALTON
Pabs fictive = Pp N2 / % N2 airOr on sait que Pp N2 = Pabs réelle x % N2 nitrox
Par conséquent
Pabs fictive = (Pabs réelle x % N2 nitrox) / % N2 air
Dans notre exemple, Pabs fictive = (4 x 0,7) / 0.8 = 3,5 b
De la Pabs fictive on en déduira la PAE qui permettra de rentrer dans les tables MN 90Soit une PEA de 25 m
Remarque : Pabs fictive < Pabs réelle
DALTON
• 4.4. Exercice :
Une palanquée plonge au Nitrox 40-60 à 25 m
1. Quelle sera la PMU ?
2. Déterminer la PAE
DALTON
REPONSES :
A 25m, Pabs réelle = 3,5b % N2 = 60% % O2 = 40% PpO2 max = 1,6 b
1. Quelle sera la PMU ?Pabs = Pp gaz / % gazPabs = 1,6 / 0,4 = 4Soit une PMU de 30m
2. Déterminer la PAEPabs fictive = (Pabs réelle x % N2 nitrox) / % N2 air Pabs fictive = (3,5 x 0,6) / 0.8 = 2,6b soit 16mL’entrée dans la table se fera à 20m
PHYSIQUE N4
LOI DE DALTON SATURATION
DESATURATION OPTIQUE ACOUSTIQUE
SATURATION - DESATURATION
William Henry ( 12 décembre 1775 - 2 septembre
1836 )
SATURATION - DESATURATION• 1. HISTORIQUE 1861 .BUCQUOY : il existe du gaz dissous
dans le sang et lorsque la pression diminue, il se forme des bulles.
1878. Paul BERT : seul l’azote est concerné
1907. HALDANE : il établit les premières procédures de décompression.
SATURATION - DESATURATION• 2. LES ELEMENTS DE CALCUL DE
TABLES
2.1. La loi de Henry
A température donnée et lorsque la saturation est atteinte, la quantité de gaz dissoute dans un liquide est proportionnelle à la pression exercée par ce gaz à la surface du liquide.
SATURATION - DESATURATIONL’état de saturation
Si la pression et la température restent constantes, la quantité de gaz absorbée par ce liquide atteint un état d’équilibre : c’est la saturation.
La saturation dépend de - la température
- l’agitation
- la nature du gaz
- du contact entre les deux surfaces
SATURATION - DESATURATIONL’état de sursaturation (phase d’élimination)
Si la pression exercée par un gaz à la surface du liquide diminue, le gaz s’échappe du liquide et reprend son état gazeuxL’état de sursaturation correspond à un état de déséquilibre
. L’état de sous saturation (phase de dissolution)
Que se passe-t-il au cours d’une plongée ?
SATURATION - DESATURATION
2.2. Comment connaître sa TN2 ?2.2.1. Le gradient
Définition : Le gradient (G) représente la différence entre la tension d’azote d’origine (To) et la tension d’azote finale (Tf) à saturation
G = Tf - To
Exemple : Je plonge 40 m jusqu’à saturationTrouver : - To
- Tf- G
SATURATION - DESATURATION
REPONSE :
- To = 0,8 b
- Tf = 5 x 0,8 = 4 b
- G = (4 – 0,8) = 3,2 b
SATURATION - DESATURATION
2.2.2.. La période
Définition : on appelle période, le temps nécessaire à la dissolution ou à l’évacuation de la moitié du gradient
SATURATION - DESATURATION
2.2.4. Quelle durée donner à la période ? : La notion de compartiments
Haldane divise l’organisme en 5 compartiments de périodes différentes (5, 10, 20, 40 et 75 minutes)
SATURATION - DESATURATION
TN2 = T0 + G x % saturation
ou
TN2 = T0 + (Tf - T0) x % saturation
SATURATION - DESATURATION2.3. Connaissant la TN2, comment effectuer la remontée ?
Coefficient de sursaturation critique = Sc = TN2 / Pabs
Chaque compartiment possède son Sc
A la remontée, ne jamais dépasser le Sc
Pabs
TN 2 critiqueion sursaturat det Coefficien Pabs
TN 2
SATURATION - DESATURATION2.4. Comment déterminer la profondeur d’un palier ?
Est-ce que je peux rejoindre la surface où Pabs =1 ?
Il faut donc que : TN2/Sc ≤ 1
Application
Reprendre les exemples 1 et 2 précédemment étudiés et déterminer les paliers éventuels ainsi que leur profondeur pour les compartiments 10 et 20 min.
SATURATION - DESATURATION
REPONSE :
Exemple 1C20 TN2 = 2,4 b Sc = 2,04Pabs = TN2 / Sc = 2,4 / 2,04 = 1,18 bProf = 1,18 mLe palier s’effectuera à 3 m
C10 TN2 = 3,2 b Sc = 2,38Pabs = 3,2 / 2,38 = 1,35Prof = 3,5 mLe palier s’effectuera à 6 m
C10 est le compartiment directeur
SATURATION - DESATURATIONREPONSE :
Exemple 2C20 TN2 = 1,8 b Sc = 2,04
Pabs = TN2 / Sc = 1,8 / 2,04 = 0,88 ≤ 1
Pas de palier
C10 TN2 = 2,3 b Sc = 2,38Pabs = 2,3 / 2,38 = 0,97 ≤ 1
Pas de palier
PHYSIQUE N4
LOI DE DALTON SATURATION
DESATURATION OPTIQUE ACOUSTIQUE
OPTIQUE
OPTIQUE
• La vision dans l’eau
Conséquences: - ça rapproche:
Distance apparente = 3/4 x Distance réelle.
- ça grossit:
Taille imaginaire = 4/3 x Taille réelle.
OPTIQUE
L'eau absorbe sélectivement les différentes couleurs.
Disparition des couleurs:- le rouge - l'orangé - le jaune - le violet- le vert- le bleu.
OPTIQUE
Exercice
Je vois à 2,4 m de moi un superbe Silure d'environ 1.2 m.
Question: Quelle est sa taille réelle ? Quelle est la distance réelle ?
OPTIQUE
REPONSES:
Taille imaginaire = 4/3 x Taille réelle.
Taille réelle = ¾ x Taille imaginaire
= ¾ x 1,2 = 0,9 m
Distance apparente = 3/4 x Distance réelle Distance réelle = 4/3 x Distance apparente
= 4/3 x 2,4 = 3,2 m
PHYSIQUE N4
LOI DE DALTON SATURATION
DESATURATION OPTIQUE ACOUSTIQUE
ACOUSTIQUE
ACOUSTIQUE
• La vitesse de propagation du son est de :
- 330 m /s dans l’air- 1500 m /s dans l’eau
ACOUSTIQUE
• Exercice 1
Une explosion a lieu en surface à 4500m du bateau.
Combien de temps le son mettra-t-il pour atteindre :
- les plongeurs au palier ?
- les personnes présentes sur le bateau ?
ACOUSTIQUE
REPONSES:
- les plongeurs au palier Vitesse du son = 1500 m /s distance = 4500m
V = d/t
t = d / V = 4500 /1500 = 3 s
- les personnes présentes sur le bateauVitesse du son = 330 m /s distance = 4500m
V = d/t
t = d / V = 4500 /330 = 13,6 s
ACOUSTIQUE
• Exercice 2
Des plongeurs entendent une explosion sous-marine, 5 secondes après qu’elle ait eu lieu.
A quelle distance de l’explosion sont-ils situés ?
ACOUSTIQUE
REPONSE
t = 5 s Vitesse du son = 1500 m /s
V = d /t
d = V x t
d = 1500 x 5 = 7500 m